Permeabilità all’ossigeno dei film: come si misura e perchè è importante
La permeabilità all’ossigeno dei film è una delle caratteristiche che possono essere valutate nello sviluppo e nella qualificazione di materiali destinati al packaging.
Film plastici, laminati e strutture multistrato possono infatti presentare comportamenti differenti nei confronti dell’ossigeno. Per caratterizzare questa proprietà viene utilizzato principalmente l’OTR (Oxygen Transmission Rate).
Perché misurare la permeabilità all’ossigeno
La misura permette di quantificare la capacità di un film di limitare il passaggio dell’ossigeno.
Il dato può essere utilizzato per:
- confrontare materiali differenti;
- valutare film barriera;
- sviluppare nuove strutture;
- ottimizzare film multistrato e laminati;
- qualificare materiali e fornitori;
- verificare la costanza delle prestazioni.
La caratterizzazione è quindi utile sia nella ricerca e sviluppo sia nel controllo dei materiali già in produzione.
OTR e barriera all’ossigeno
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L’OTR (Oxygen Transmission Rate) indica la velocità di trasmissione dell’ossigeno attraverso il materiale nelle condizioni definite per il test.
In generale, un valore OTR più basso indica una minore trasmissione di ossigeno attraverso il campione nelle condizioni considerate.
Il risultato deve però essere valutato insieme a parametri come:
- temperatura;
- umidità relativa;
- spessore;
- struttura del film;
- condizioni della prova.
Per questo due valori OTR sono direttamente confrontabili solo quando le condizioni di misura sono coerenti.
Per approfondire: OTR: cos’è l’Oxygen Transmission Rate e come si misura.
Come si misura la permeabilità all’ossigeno di un film
La misura viene effettuata attraverso una cella di permeazione, nella quale il film separa due ambienti con condizioni definite.
Un lato del campione viene esposto all’ossigeno e il sistema rileva quello che attraversa il materiale. Il dato ottenuto permette di determinare il valore OTR.
Il test richiede una preparazione corretta del campione e un controllo delle condizioni di prova, soprattutto quando si devono confrontare materiali differenti.
Da cosa dipende la permeabilità all’ossigeno
Il comportamento del film può essere influenzato da diversi fattori:
- materiale e composizione;
- spessore;
- struttura;
- presenza di coating o metallizzazioni;
- temperatura;
- umidità relativa.
Anche film realizzati con materiali simili possono quindi presentare prestazioni differenti.
Nelle strutture multistrato, inoltre, la barriera dipende dalla combinazione dei diversi strati e deve essere valutata considerando il materiale nel suo insieme.
Permeabilità all’ossigeno dei film multistrato
I film multistrato e laminati permettono di combinare materiali con funzioni differenti.
La misura dell’OTR sulla struttura completa può essere utilizzata per confrontare:
- differenti combinazioni di materiali;
- variazioni di spessore;
- diverse configurazioni degli strati;
- coating e metallizzazioni.
Questo rende la misura particolarmente utile durante lo sviluppo e l’ottimizzazione di nuove strutture.
Approfondisci: Misura della permeabilità dei film multistrato e laminati.
Permeabilità all’ossigeno e film barriera
La barriera all’ossigeno è una delle proprietà considerate nella progettazione dei film barriera.
La prestazione può essere ottenuta attraverso materiali e strutture differenti, tra cui film monostrato, multistrato, laminati, materiali metallizzati e film con rivestimenti funzionali.
La scelta dipende dalle caratteristiche richieste all’applicazione e dalle condizioni nelle quali il materiale verrà utilizzato.
Per approfondire: Film barriera: caratteristiche, materiali e metodi di misura.
Perché caratterizzare l’OTR dei film
La misura dell’OTR trasforma una caratteristica del materiale in un dato quantitativo confrontabile.
Può quindi supportare:
- sviluppo di nuovi film;
- confronto tra materiali;
- ottimizzazione delle strutture;
- qualificazione dei fornitori;
- controllo qualità.
Nel packaging può essere applicata a film plastici, laminati, strutture multistrato e altri materiali nei quali la barriera all’ossigeno rappresenta una caratteristica da controllare.
Strumenti per la misura dell’OTR
La misura della permeabilità all’ossigeno richiede un analizzatore OTR adeguato al tipo di materiale e alle condizioni di prova.
ExtraSolution propone soluzioni per la caratterizzazione OTR di film e materiali barriera, anche in configurazioni che permettono di affiancare la misura dell’ossigeno ad altre analisi di permeabilità.
Tra le soluzioni disponibili:
Approfondisci la permeabilità all’ossigeno
- Permeabilità all’ossigeno e OTR
- OTR: cos’è l’Oxygen Transmission Rate e come si misura
- Proprietà barriera dei film: cosa sono e come si valutano
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